SLM成型件表面球化程度表征方法及等级检测

球化现象是选区激光熔化(SLM)成型过程中最常发生的缺陷,同时影响了最终成型部件的疲劳寿命和物理性能。合理控制部件成型过程中球化现象的发生,对维持成型过程的持续进行以及获得高质量的成型部件具有重大意义。本文在研究SLM成型过程中部件表面球化特征提取方法的基础上提出了球化程度表征方法,并通过正交实验验证了球化程度表征方法的有效性,建立了球化程度与激光能量密度之间的关联关系。同时对球化程度等级做了界定,最终构建了深度卷积神经网络(CNN)模型自动识别部件表面球化程度等级,以辅助实验及生产人员做出相应的决策。模型识别结果表明,在小的图像分割集上,网络识别精度达到了964,当在所采集的全局显微图像集上,其识别精度达到了100,取得了良好的识别效果。本研究将为SLM成型过程中成型质量的实时控制提供有效实现途径。     

基于JIT的炼钢-连铸生产调度模型研究

在连铸工艺、设备资源等约束条件下,为提高炼钢一连铸生产效率,避免人工调度,炼钢一连铸作业的精准调度已成为钢铁行业迫切的需求。通过对某炼钢厂现场调研,整合流程信息和时间数据,基于JIT提炼出炼钢一连铸生产调度的核心问题——炉机节奏匹配;进一步构建起基于柔性Jobshop的炼钢一连铸调度系统模型和数学模型以及基于最小松弛时间的调度规则;最后用Lekin仿真调度实例,并将仿真结果与实际生产调度数据进行了分析和比对。实验数据表明了模型的正确性。     

基于文本数据挖掘的复杂工况螺纹连接力矩衰减预测方法

针对冲击、振动或变载荷环境等复杂工况下螺纹连接易失效,传统基于实验和仿真的方法无法高效、经济、准确地找出原因并对衰减进行预测的问题,本文利用人工智能技术在故障预测领域中的优势,提出一种基于数据挖掘的复杂工况螺纹连接力矩衰减预测方法.该方法从原始数据中挖掘其与螺纹连接故障的精确映射关系,准确找出螺纹连接发生失效的主要原因并对力矩衰减进行预测.首先,考虑导致文本极性变化的特殊语言结构,提出一种规则化故障量化方法;其次,结合螺纹连接力矩衰减专业领域词典,对螺纹连接力矩衰减进行基于文本描述的故障量化评级;再次,提出基于Logistic函数模型的特征构建方法并构建力矩衰减相关特征集;最后,建立基于随机森林和岭回归算法的Stacking集成学习预测模型.本文以重型卡车推力杆螺纹力矩衰减预测作为实际案例,验证了该方法的可行性和有效性,集成后的模型预测准确率较单一随机森林和岭回归算法模型平均提升了53.39％.     

基于Pro/E的汽车轮毂模具设计

利用Pro／E强大三维造型功能中的零件模块实体特性和制造模块曲面特性，阐述了汽车轮毂实体模型及模具的设计和研究方法，并解决了Pro／E模具设计中存在的问题。从而实现汽车轮毂实体及模具的成型以及模具的数控加工。     

动态Job Shop调度仿真中的交货期设置问题研究

针对动态Job Shop仿真调度研究中的交货期设置问题,研究了TWK规则中交货期宽裕度系数的合理取值方法。以EDD、MDD和ODD作为基准调度规则,拖期工件百分比作为交货期松紧程度评判指标,并提出了以区间方式表示的定量评判标准。通过仿真调度试验,得到了不同车间利用率和不同交货期松紧程度下合适的交货期宽裕度系数取值。     

基于近似模型辅助智能算法的变截面点阵结构优化设计方法EI北大核心CSCD

桁架类点阵结构具有质量轻、比强度/比刚度高、减振吸能性好,且拓扑构型简单、增材成型可靠性高等优点,被广泛应用于航天器各关键承载部件设计。传统桁架类点阵设计大多囿于等截面设计约束,严重制约了优化设计的寻优潜能,难以满足航天器结构超轻质、高强度的性能要求。为突破传统点阵的等截面形状约束,构建基于显式拓扑描述函数的变截面几何描述模型,实现变截面点阵几何形状的自由描述;采用能量均匀化方法精确计算变截面点阵单胞宏观等效弹性张量,并建立变截面点阵几何描述参数关于其宏观等效弹性张量的近似响应模型;以变截面点阵的几何描述参数为设计变量,材料用量为约束条件,最大体积模量或最大剪切模量为目标函数,建立变截面点阵几何描述参数的优化数学模型,并采用基于近似模型辅助的粒子群优化算法实现上述优化模型的高效求解。数值算例表明,相较于等截面点阵,在相同材料用量下,优化后的变截面点阵的体积模量和剪切模量性能更优。所提方法进一步拓展了桁架类点阵的设计空间,有效提升其力学性能,在航天器结构轻量化设计方面具有应用推广前景。     

基于公理设计的人机协作数字孪生建模技术

人本智造是未来智能制造发展的重要方向，安全可信的人机协作是实现人本智造的基础。数字孪生所强调的以虚映实和以虚控实的思想与以人为核心的人机协作需求相匹配，为面向人本智造的人机协作新范式转变提供了新思路。目前欠缺关于人机协作数字孪生模型建模方法的研究，以满足数字孪生技术在人机协作领域中的应用需求。提出面向人机协作智造的数字孪生建模技术，从机器人模型和协作人员模型两方面展开人机协作模型建模机理分析。首先分析了机器人模型和协作人员模型具备的特征，在此基础上提出机器人模型和协作人员模型的基本组成结构，为人机协作数字孪生模型构建提供理论支持；建立了基于公理化设计理论的人机协作模型构建框架，提出了人机协作数字孪生模型的建模步骤；最后，以人机协作抓取数字孪生模型的构建过程为例，详细介绍了模型的构建过程，验证了所提方法的可行性。